Automatyczna identyfikacja parametrów uproszczonego modelu ciała człowieka za pomocą algorytmu ewolucyjnego

• Autorzy: Januszkiewicz Ł. , Di-Barba P. , Hausman S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/59.2016.6.94

Warianty tytułu

EN

Automated identification of human-body model parameters with evolutionary algorythm

• Konferencja: Krajowa Konferencja Radiokomunikacji, Radiofonii i Telewizji KKRRiT 2016 (XVI ; 27-29.06.2016 ; Kraków, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wykorzystanie algorytmu ewolucyjnego (Estra) do identyfikacji parametrów uproszczonego modelu ludzkiego ciała (fantomu). Uproszczony model ciała może być wykorzystywany do symulacji odstrojenia impedancyjnego anteny znajdującej się w pobliżu ciała. W artykule przedstawiono sposób określenia parametrów uproszczonego modelu za pomocą automatycznej procedury opartej na algorytmie ewolucyjnym i metodzie różnic skończonych w dziedzinie czasu (FDTD). Po określeniu wartości parametrów, uproszczony model został porównany do heterogenicznego modelu ludzkiego ciała. Modele porównano w oparciu o analizę dopasowania impedancyjnego anteny dipolowej znajdującej się na obu modelach.

EN

The paper presents the exploitation of a lowestorder algorithm of evolutionary computing (EStra) for identifying the parameters of a simplified human body model (phantom). A simplified model is well suited in view of the computationally-expensive field simulation of wearable antennas located in a close proximity to the human body. In the paper, an automated procedure based on evolutionary computing and Finite Difference Time Domain (FDTD) computational electrodynamics method is proposed to identify the parameters of the simplified model. Subsequently, after identifying the parameter values, the simplified model is compared to a heterogeneous anthropomorphic human-body model. The comparison is based on the analysis of impedance matching of the same dipole antenna located on both the anthropomorphic and simplified phantoms.

Słowa kluczowe

PL

identyfikacja parametryczna; algorytmy ewolucyjne; FDTD; model ciała człowieka; antena nasobna

EN

Parameter identification; evolutionary computing; finite difference time domain; human body model; wearable antennas

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 6
• Strony: 552--555, CD
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Januszkiewicz Ł.

• Politechnika Łódzka, Instytut Elektroniki, ul. Wólczańska 211/215, 90-924 Łódź

autor

Di-Barba P.

• University of Pavia, Department of Electrical, Computer and Biomedical Engineering, via Ferrata 5, 27100 Pavia, Italy

autor

Hausman S.

• Politechnika Łódzka, Instytut Elektroniki, ul. Wólczańska 211/215, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] Uno, Y., Saito, K., Takahashi, M., Ito, K., “Structure of cylindrical tissue-equivalent phantom for medical applications”, Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA), 2010 International Conference, pp. 406 -409, 20-24 Sept. 2010
• [2] Dissanayake, T., Esselle, K.P., Yuce, M.R., "Dielectric Loaded Impedance Matching for Wideband Implanted Antennas", Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on, vol.57, no.10, pp. 2480-2487, Oct. 2009.
• [3] Januszkiewicz, Ł., Hausman, S., "Simplified human phantoms for narrowband and ultra-wideband body area network modelling", COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, vol. 34, no.2, pp.439 – 447, 2015.
• [4] Januszkiewicz, L., "Simplified human body models for interference analysis in the cognitive radio for medical body area networks", Medical Information and Communication Technology (ISMICT), 2014, 8th International Symposium on , pp.1-5, 2-4 April 2014
• [5] Golovanov C., Urma D., Albu M., Ioan, D., "Magnetically induced currents in a three-dimensional human body model ", International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, vol. 14, no. 1-4, pp. 365-368, 2001
• [6] Faktorová D., Isteníková K., "Optimization of electromagnetic wave focusing in heterogeneous biological tissue model", International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, vol. 45, no. 1-4, pp. 793-800, 2014
• [7] XFDTD 7.3 Reference Manual, Remcom Inc., State College, PA USA, 2014.
• [8] Di Barba, P.: Multiobjective shape design in electricity and magnetism. Springer, 2010.
• [9] Di Barba, P., Mognaschi, M.E., Palka, R., Savini, A., "Optimization of the MIT Field Exciter by a Multiobjective Design”, Magnetics, IEEE Transactions on , vol.45, no.3, pp.1530-1533, March 2009.
• [10] D’Ambrosio, V., Di Barba, P., Dughiero, F., Mognaschi, M.E., Savini, A., “Non-invasive thermometry for the thermal ablation of liver tumor: a computational methodology”, IOS Press, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, vol. 25, 2007, pp. 407–412.
• [11] Hoole, S.R.H., Karthik, V.U., Sivasuthan, S., Rahunanthan, A., Thyagarajan, R.S., Jayakumar, P., “Finite elements, design optimization, and nondestructive evaluation: A review in magnetics, and future directions in GPU-based, element-by-element coupled optimization and NDE”, IOS Press, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, vol. 47, 2015, pp. 607–627.